内容正文:
第5课 二次函数与一元二次方程、不等式
普查与练习5 二次函数与一元二次方程、不等式
1.二次函数的图像与性质
a.二次函数图像与其他函数图像的综合
(1)(湖南岳阳期末,5分)函数y=logax(a>0且a≠1)与函数y=(a-1)x2-2x-1在同一平面直角坐标系中的图像可能是( )
A B
C D
解析:由题意得,函数y=(a-1)x2-2x-1为图像恒过定点(0,-1)的二次函数,B,D选项中函数图像与y轴的交点为(0,0),故B,D选项错误.对于A选项,当函数y=logax为增函数,即a>1时,二次函数的图像开口向上,此时其对称轴为直线x=-=>0,在y轴的右侧,故A选项错误.对于C选项,当函数y=logax为减函数,即0<a<1时,二次函数的图像开口向下,此时其对称轴为直线x=<0,在y轴的左侧,故C选项正确.故选C.
b.二次函数的单调性问题
(2)(山西朔州期中,5分)若函数f(x)=ax2+2x-3在区间(-∞,4)上单调递增,则实数a的取值范围为( )
A. B. C. D.
解析:当a=0时,函数f(x)=2x-3是一次函数,且在区间(-∞,4)上单调递增;当a>0时,二次函数f(x)=ax2+2x-3的图像开口向上,在定义域R上先单调递减后单调递增,所以在区间(-∞,4)上不可能是单调递增的;当a<0时,二次函数f(x)=ax2+2x-3的图像开口向下,在定义域R上先单调递增后单调递减,函数f(x)的图像的对称轴方程为x=-,要使函数f(x)在区间(-∞,4)上是单调递增的,则解得-≤a<0.
综上可得,-≤a≤0 ,即实数a的取值范围为.故选D.
(3)(2024改编,12分)已知函数f(x)=x2+2ax+3,x∈[-4,6].
(Ⅰ)当a=1时,求f(|x|)的单调区间;
(Ⅱ)若y=f(x)在区间[-4,6]上是单调函数,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)若y=f(x)在区间[-4,6]上存在单调递增区间,求实数a的取值范围.
解:(Ⅰ)当a=1时, f(x)=x2+2x+3,
所以f(|x|)=x2+2|x|+3,x∈[-4,6].
易知函数y=x2+2|x|+3在R上为偶函数,且当x>0时,函数单调递增,
所以当x<0时,函数y=x2+2|x|+3单调递减,
所以f(|x|)的单调递减区间是[-4,0],单调递增区间是(0,6].(4分)
(Ⅱ)由于函数f(x)的图像开口向上,对称轴是直线x=-a,所以要使y=f(x)在[-4,6]上是单调函数,应满足-a≤-4或-a≥6,即a≥4或a≤-6,
所以实数a的取值范围为(-∞,-6]∪[4,+∞).(8分)
(Ⅲ)由于函数f(x)的图像开口向上,对称轴是直线x=-a,所以要使y=f(x)在区间[-4,6]上存在单调递增区间,只需-a<6,即a>-6,所以实数a的取值范围为(-6,+∞).(12分)
c.二次函数的最值问题
(4)(2024汇编,25分)已知二次函数f(x)=x2+bx+c.
(Ⅰ)令b=-2,c=-3.
(ⅰ)求函数f(x)在[t,t+2]上的最值;
(ⅱ)若函数f(x)在[t,t+2]上的最大值为0,求满足条件的t的值;
(ⅲ)若函数f(x)在[-3,m]上的最大值为12,最小值为-4,求实数m的取值范围.
(Ⅱ)令c=1-.
(ⅰ)若函数f(x)在[0,1]上的最小值为0,求b的值;
(ⅱ)若对于任意x∈[b,b+2],都有f(x)>2恒成立,求实数b的取值范围.
解:(Ⅰ)(ⅰ)由题知f(x)=x2-2x-3=(x-1)2-4,其图像开口向上,且对称轴为直线x=1.
①若t≥1,则函数f(x)在[t,t+2]上单调递增,所以函数f(x)的最小值为f(t)=t2-2t-3,最大值为f(t+2)=(t+2-1)2-4=t2+2t-3.(1分)
②若t+2≤1,即t≤-1,则函数f(x)在[t,t+2]上单调递减,所以函数f(x)的最小值为f(t+2)=t2+2t-3,最大值为f(t)=t2-2t-3.(2分)
③若-1<t<1,则函数f(x)在[t,1]上单调递减,在(1,t+2]上单调递增,所以函数f(x)的最小值为f(1)=-4.当t+2-1≥1-t,即0≤t<1时,函数f(x)的最大值为f(t+2)=t2+2t-3;当-1<t<0时,函数f(x)的最大值为f(t)=t2-2t-3.(4分)
综上,当t≥1时,函数f(x)的最小值为t2-2t-3,最大值为t2+2t-3;
当t≤-1时,函数f(x)的最小值为t2+2t-3,最大值为t2-2t-3;
当0≤t<1时,函数f(x)的最小值为-4,最大值为t2+2t-3;
当-1<t<0时,函数f(x)的最小值